科创中国

在国内首次采用水性纳米控制聚合工艺，在极大幅度地提升高分子树脂的均匀性和分散性的同时，还赋予了水性树脂的纯水性化和纳米级特征。目前，我们已经系列化开发出三类纯水性纳米树脂，包括水性丙烯酸、水性含氟聚氨酯树脂、功能性水性纳米树脂。所合成的水性树脂材料的尺寸均一，分布极窄（分散指数接近1），具有显著的窄分布特征。此外，所得到的水性树脂，其粒径在100~200 nm之间，表现出纳米材料独有的“纳米效应”，由此确保了在较低含量下，由水性树脂制造的产品仍具有优异的综合性能，如力学性能、耐腐蚀性等。尤为特殊的是，这种树脂全部用水作为溶剂，改变了传统分散体系必须外加有机溶剂，如乙醇、甲醇等，这些有机溶剂正是产生高VOCs的主要物质源之一。 采用了其作为主要成膜物质，而适用于包膜涂装，其涂层厚度小于15um，具有成本低、制备工艺简单、安全环保的特点。有效克服了现有的有机涂料涂抹厚度过厚的技术缺陷，同时解决了有机涂料涂层刚性，不具备好的弹性，性能不稳定，易出现开裂、脱皮等问题。适用于大规模工业化生产。

（1）首次采用水性纳米控制聚合工艺，在极大幅度地提升高分子树脂的均匀性和分散性的同时，还赋予了水性树脂的纯水性化和纳米级特征。 一方面，所合成的水性树脂材料的尺寸均一，分布极窄（分散指数接近1），具有显著的窄分布特征；另一方面，所得到的水性树脂，其粒径在100~200 nm之间，表现出纳米材料独有的“纳米效应”，由此确保了在较低含量下，由水性树脂制造的产品仍具有优异的综合性能，如力学性能、耐腐蚀性等。 （2）引入氟元素，制备纯水性纳米含氟聚氨酯树脂 将含氟基团引入到聚氨酯中，既保持聚氨酯结构的原有优良特性，C-F键的存在赋予树脂具有卓越的低表面能、抗水抗油、耐化学品腐蚀等特性，同时能够进一步提升树脂的耐冷热和耐候性。 （3）本征结构纯水性功能型纳米树脂 在纳米水性树脂分子结构上引入一些功能基团，如导电基团，由此赋予水性高分子高导电特征。改变了传统抗静电涂料必须外加炭黑、石墨等无机导电材料，无法与涂料主要成分高分子树脂难以高效融合的技术难题。这类树脂尤为适用于输油输气管道、海底石油运输管道等抗静电涂料。

纯水性纳米窄带功能性聚合物树脂填补了国内该领域空白，打破了国外跨国公司在水性树脂领域的垄断局面，极大地提升上海市乃至全国开发低成本高性能纯水性树脂及水性材料的创新技术水平，带动上下游产业的绿色化、系列化、规模化发展，并实现巨大经济效益。本项目实施后，不仅能够对本市印刷、涂装等行业产业结构调整升级起到积极推动作用，还具有巨大的外贸出口市场，拉动我国高档印刷领域外贸出口业发展。目前，水性树脂市场容量约为500亿美元，并且以每年12％的速率增长，纯水性纳米窄带含氟聚氨酯树脂无VOC、性能优异，大规模生产后，5年内将占据水性树脂市场一半以上的份额。

上海应用技术大学材料科学与工程学院教师在一些特色方向上开展科学研究与科技开发，主要有：纳米炭材料制备、褐煤提质技术的研发、沥青中间相有序生长、人工晶体材料、建筑节能材料、热塑性弹性体材料改性、陶瓷材料组织与结构、金属材料成形新工艺、金属材料成形设备诊断以及磁性材料研究等。近几年来，承担有国家科技部重点研发计划、国家973前期专项、国防973课题、国家自然科学基金等国家级项目以及各类项目，年科研经费在1200万左右；每年在Science、Nature Comm、Acta Materialia、JACS、Angew Chem Int Edit、Adv Opt Mater、Sci Rep等刊物上发表论文约110篇，授权专利60余项；制定国际标准1项、国家行业标准10余项，获得省部级科技成果奖9项。

首次采用水性纳米控制聚合工艺，在极大幅度地提升高分子树脂的均匀性和分散性的同时，还赋予了水性树脂的纯水性化和纳米级特征。目前，本项目已拥有中试设备2套，并与相关涂料、油墨企业进行相关产品的合作开发。根据现有中试生产工艺，每年可生产树脂800吨（300天/年），可实现年生产值约400万元。进一步放大后可实现年产树脂2万吨（300天/年），年产值约1亿元。

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